论文摘要：MSCMG电磁力建模及框架伺服系统建模控制研究

磁悬浮控制力矩陀螺(CMG)是空间站等长期运行航天器实现姿态控制的关键执行机构。本论文以国家民用航天科研专项“高精度磁悬浮控制力矩陀螺研究”为背景，对磁悬浮控制力矩陀螺电磁力建模和框架伺服系统建模控制进行了研究，研究的结果有利于提高磁悬浮控制力矩陀螺输出力矩精度。磁悬浮转子的稳定悬浮精度会影响控制力矩陀螺输出力矩精度。为了实现转子的高速高精度悬浮，需要建立磁悬浮转子系统的精确模型。对于转子建模来说最重要的是电磁力模型的确定。本文利用最小二乘法得到了电磁力的参数，并用所得参数建立电磁力模型，以此模型所得到的结果与实际实验数据非常吻合，证明所得模型的准确性。框架伺服控制系统的速率精度对陀螺输出力矩精度有很大的影响。为了实现陀螺框架系统的高精度控制，需要建立框架系统准确的动力学模型。本文对控制力矩陀螺框架系统进行了动力学研究，分析了摩擦力矩随陀螺输出力矩和框架角位置的变化机理和变化规律，并据此建立了磁悬浮控制力矩陀螺框架系统的非线性摩擦力矩模型和非线性动力学模型，用实验数据通过最小二乘法得到了非线性动力学模型的参数。针对基于永磁同步电机的框架伺服控制系统，搭建和调试了基于DSP2812的控制系统的软硬件，完成了电机驱动电路的设计制板和电机三环闭环控制系统的设计和调试，并编写程序对整个框架系统性能进行了测试。